Motor Sinkron: Pengertian, Prinsip Kerja & Konstruksi

Pengertian Motor Sinkron

Motor sinkron adalah motor AC di mana putaran rotor (atau poros) disinkronkan dengan frekuensi arus suplai. Artinya, periode rotasi rotor sama dengan medan putar mesin di dalamnya.

Mari kita mundur sejenak dan mendefinisikan apa itu motor listrik.

Motor listrik adalah perangkat elektro-mekanik yang mengubah energi listrik menjadi energi mekanik. Berdasarkan jenis inputnya, kami mengklasifikasikannya menjadi motor fase tunggal dan motor 3 fase.

Jenis motor 3 fasa yang paling umum adalah motor sinkron dan motor induksi. Ketika konduktor listrik tiga fase ditempatkan pada posisi geometris tertentu (yaitu dalam sudut tertentu dari satu sama lain) – medan listrik dihasilkan. Medan magnet yang berputar berputar pada kecepatan tertentu yang dikenal sebagai kecepatan sinkron .

Jika sebuah elektromagnet hadir dalam medan magnet yang berputar ini, elektromagnet secara magnetis terkunci dengan medan magnet yang berputar ini dan berputar pada kecepatan yang sama dengan medan yang berputar.

Di sinilah istilah motor sinkron berasal, karena kecepatan rotor motor sama dengan medan magnet yang berputar.

Ini adalah motor kecepatan tetap karena hanya memiliki satu kecepatan, yaitu kecepatan sinkron. Kecepatan ini disinkronkan dengan frekuensi suplai. Kecepatan sinkron diberikan oleh:

Di mana:

N= Kecepatan Sinkron ( dalam RPM – yaitu Rotasi Per Menit )

f = Frekuensi Suplai ( dalam Hz )

p = Jumlah kutub

Konstruksi Motor Sinkron

Biasanya, konstruksinya hampir mirip dengan motor induksi 3 fasa, kecuali fakta bahwa di sini kami memasok DC ke rotor, alasannya akan kami jelaskan nanti.

Sekarang, mari kita lihat dulu konstruksi dasar motor jenis ini. Dari gambar di atas, jelas bagaimana kita merancang mesin jenis ini. Kami menerapkan suplai tiga fase ke stator dan suplai DC ke rotor.

Fitur Utama Motor Sinkron

Motor sinkron secara inheren tidak dapat memulai sendiri. Mereka memerlukan beberapa cara eksternal untuk membawa kecepatan mereka mendekati kecepatan sinkron sebelum mereka disinkronkan.

Kecepatan operasi sinkron dengan frekuensi suplai dan karenanya untuk frekuensi suplai konstan mereka berperilaku sebagai motor kecepatan konstan terlepas dari kondisi beban

Motor ini memiliki karakteristik unik yang beroperasi di bawah faktor daya listrik apa pun. Hal ini membuatnya digunakan dalam perbaikan faktor daya listrik .

Prinsip Kerja Motor Sinkron

Motor sinkron adalah mesin eksitasi ganda, yaitu, dua input listrik disediakan untuk itu. Lilitan statornya yang terdiri dari Kami menyediakan suplai tiga fasa ke belitan stator tiga fasa, dan DC ke belitan rotor.

Belitan stator 3 fasa yang dialiri arus 3 fasa menghasilkan fluks magnet berputar 3 fasa. Rotor yang membawa suplai DC juga menghasilkan fluks yang konstan. Mengingat frekuensi daya 50 Hz, dari hubungan di atas kita dapat melihat bahwa fluks putar 3 fasa berputar sekitar 3000 putaran dalam 1 menit atau 50 putaran dalam 1 detik.

Pada saat tertentu kutub rotor dan stator mungkin memiliki polaritas yang sama (NN atau SS) yang menyebabkan gaya tolak-menolak pada rotor dan pada saat berikutnya akan menjadi NS yang menyebabkan gaya tarik menarik.

Tetapi karena inersia rotor, rotor tidak dapat berputar ke segala arah karena gaya tarik menarik atau tolak menolak, dan rotor tetap dalam kondisi diam. Oleh karena itu motor sinkron tidak dapat memulai sendiri.

Di sini kita menggunakan beberapa cara mekanis yang awalnya memutar rotor ke arah yang sama dengan medan magnet untuk kecepatan yang sangat dekat dengan kecepatan sinkron. Saat mencapai kecepatan sinkron, penguncian magnetik terjadi, dan motor sinkron terus berputar bahkan setelah pelepasan alat mekanis eksternal.

Tetapi karena inersia rotor, rotor tidak dapat berputar ke segala arah karena gaya tarik menarik atau tolak menolak, dan rotor tetap dalam kondisi diam. Oleh karena itu motor sinkron tidak dapat memulai sendiri.

Di sini kita menggunakan beberapa cara mekanis yang awalnya memutar rotor ke arah yang sama dengan medan magnet untuk kecepatan yang sangat dekat dengan kecepatan sinkron. Saat mencapai kecepatan sinkron, penguncian magnetik terjadi, dan motor sinkron terus berputar bahkan setelah pelepasan alat mekanis eksternal.

Metode Memulai Motor Sinkron

• Motor dimulai dengan penggerak utama eksternal: Motor sinkron secara mekanis digabungkan dengan motor lain. Bisa berupa motor induksi 3 fasa atau motor DC shunt . Di sini, kami tidak menerapkan eksitasi DC pada awalnya. Ini berputar dengan kecepatan yang sangat dekat dengan kecepatan sinkronnya, dan kemudian kami memberikan eksitasi DC. Setelah beberapa saat ketika penguncian magnetik terjadi, suplai ke motor eksternal terputus.
• Belitan peredam Dalam hal ini, motor sinkron bertipe kutub menonjol, belitan tambahan ditempatkan pada muka kutub rotor. Awalnya, ketika rotor tidak berputar, kecepatan relatif antara belitan peredam dan fluks celah udara berputar besar dan ggl diinduksi di dalamnya yang menghasilkan torsi awal yang diperlukan. Saat kecepatan mendekati kecepatan sinkron, ggl dan torsi berkurang dan akhirnya ketika penguncian magnetik terjadi; torsi juga berkurang menjadi nol. Oleh karena itu, dalam hal ini, motor sinkron pertama-tama berjalan sebagai motor induksi tiga fasa menggunakan belitan tambahan dan akhirnya disinkronkan dengan frekuensi.

Aplikasi Motor Sinkron

Aplikasi motor sinkron meliputi:

• Sebuah motor sinkron yang tidak memiliki beban terhubung ke porosnya digunakan untuk perbaikan faktor daya. Karena karakteristiknya untuk berperilaku pada faktor daya listrik apa pun, ini digunakan dalam sistem tenaga dalam situasi di mana kapasitor statis mahal.
• Motor sinkron menemukan aplikasi di mana kecepatan operasi lebih rendah (sekitar 500 rpm) dan membutuhkan daya tinggi. Untuk kebutuhan daya dari 35 kW hingga 2500 KW, ukuran, berat, dan biaya motor induksi tiga fase yang sesuai sangat tinggi. Oleh karena itu motor ini lebih disukai digunakan. Ex-Reciprocating pump, kompresor, rolling mill dll.